Name: No invasiva En Vivo Pequeños Animales MRI y MRS: Procedimientos básicos Experimental (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-10-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 27 s
Description: Aprenda los procedimientos básicos de MRI y MRS no invasivos en ratones vivos. Optimice secuencias de pulsos y sintonice bobinas RF para obtener imágenes de alta calidad y analizar procesos metabólicos en neurociencia.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Este estudio fue apoyado en parte por NIH / NIBIB R21EB008166 a DL y AG028455 NIA y NIA AG022385 de DJM. Agradecemos al Dr. James Olson en el Centro Fred Hutchinson Cancer Research para ofrecer a sus ratones tumor D282.

<ol><li>Stecco, A., Saponaro, A., Carriero, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient+safety+issues+in+magnetic+resonance+imaging%3A+state+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Radiol+Med%22%5BJournal%5D)">Patient safety issues in magnetic resonance imaging: state of the art.</a> Radiol Med. 112, 491-491 (2007).</li>
<li>Heineman, F. W., Eng, J., Berkowitz, B. A., Balaban, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NMR+spectral+analysis+of+kinetic+data+using+natural+lineshapes%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">NMR spectral analysis of kinetic data using natural lineshapes.</a> Magn Reson Med. 13, 490-490 (1990).</li>
<li>Amara, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+function+in+vivo%3A+spectroscopy+provides+window+on+cellular+energetics%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial function in vivo: spectroscopy provides window on cellular energetics.</a> Methods. 46, 312-312 (2008).</li>
<li>Blei, M. L., Conley, K. E., Kushmerick, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separate+measures+of+ATP+utilization+and+recovery+in+human+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Separate measures of ATP utilization and recovery in human skeletal muscle.</a> J Physiol. 465, 203-203 (1993).</li>
<li>Marcinek, D. J., Schenkman, K. A., Ciesielski, W. A., Conley, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+coupling+in+vivo+in+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial coupling in vivo in mouse skeletal muscle.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 286, C457-C457 (2004).</li>
<li>Paganini, A. T., Foley, J. M., Meyer, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+dependence+of+muscle+phosphocreatine+kinetics+on+oxidative+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Linear dependence of muscle phosphocreatine kinetics on oxidative capacity.</a> Am J Physiol. 272, 501-501 (1997).</li>
<li>Sun, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+MRI+detection+of+gliomas+by+chlorotoxin-conjugated+superparamagnetic+nanoprobes%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">In vivo MRI detection of gliomas by chlorotoxin-conjugated superparamagnetic nanoprobes.</a> Small. 4, 495-495 (2008).</li>
<li>Marcinek, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+mitochondrial+coupling+in+vivo+alters+cellular+energetics+in+aged+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Reduced mitochondrial coupling in vivo alters cellular energetics in aged mouse skeletal muscle.</a> J Physiol. 569, 467-467 (2005).</li>
</ol>

Los pasos previos a la adquisición de tono / partido y cuñas son críticos para la adquisición de alta resolución espacial y una elevada relación señal-ruido (SNR). También es importante monitorear las condiciones de policía con un sistema de vigilancia animal para mantener un estado fisiológico estable de los animales durante la adquisición de la señal para cumplir con el manejo humanitario de los animales y evitar que las mediciones de artefactos potenciales. Los procedimientos que se explican en el protocolo puede ser...

<table><tbody><tr><td>Inova 200 MR scanner/4.7 T</td><td>Varian Inc., Agilent</td><td></td><td>Utilizado para resonancia magnética de ratón</td></tr><tr><td>Inova 300 NMR spectrometer/7 T</td><td>Varian Inc., Agilent</td><td></td><td>Utilizado para espectroscopía de resonancia magnética de músculo esquelético de ratón</td></tr></tbody></table>

no invasiva en vivo pequeños animales mri y mrs: procedimientos básicos experimental

Noninvasive In Vivo Small Animal MRI and MRS: Basic Experimental Procedures

Animal pequeño por Resonancia Magnética (RM) la investigación se ha convertido en un elemento importante de la investigación biomédica moderna debido a su naturaleza no invasiva y la riqueza de la información biológica que ofrece. MR no requiere ningún tipo de radiación ionizante y no invasiva puede proporcionar una mayor resolución y mejor relación señal-ruido en comparación con otras modalidades de tomografía o espectroscópicas. En este protocolo, que se centrará en los pequeños animales la RM y la espectroscopia por RM (MRI / MRS) para adquirir forma no invasiva la relajación ponderada<sup&gt; 1</sup&gt; H imágenes de ratón y de obtener<sup&gt; 31</sup&gt; P espectros de músculo de ratón. Este trabajo no pretende cubrir todos los aspectos de los pequeños animales MRI / MRS, sino más bien una serie de procedimientos básicos de ratón MRI / MRS experimentos. El objetivo principal de este trabajo es informar a los investigadores de los procedimientos básicos para<em&gt; In vivo</em&gt; MR experimentos en animales pequeños. El objetivo es proporcionar una mejor comprensión de los procedimientos básicos de experimentación para permitir a los investigadores nuevos en el campo de RM para mejorar la planificación para los no-MR componentes de sus estudios a fin de que tanto el señor y los procedimientos no-MR se integran a la perfección.

Este trabajo describe los procedimientos básicos de la no invasiva de animales pequeños MRI y MRS<em&gt; In vivo</em&gt;.

No invasiva En Vivo Pequeños Animales MRI y MRS: Procedimientos básicos Experimental

La investigación de resonancia magnética (RM) en animales pequeños ha surgido como un elemento importante de la investigación biomédica moderna debido a su naturaleza no invasiva y a la...

Para comenzar este experimento, se coloca un ratón anestesiado sobre un soporte para animales que posteriormente se inserta en una bobina de radiofrecuencia o bobina RF. Antes de un experimento de MRI o MRS, la bobina RF se sintoniza entonces a la frecuencia de resonancia y se ajusta a una impedancia característica de 50 ohmios. A continuación, se realiza la adquisición de MRI o MRS tras optimizar la secuencia de pulsos; finalmente, las imágenes o espectros se analizan utilizando programas de análisis.Hola, soy Dawn Lee del Laboratorio de Investigación R del Departamento de Radiología de la Universidad de Washington. Y yo soy David Senek, también del Laboratorio de Investigación R y de los departamentos de radiología e ingeniería bioingeniería de la Universidad de Washington. Hoy les mostraremos un procedimiento de imágenes por resonancia magnética y espectroscopía por resonancia magnética en ratones.En nuestro laboratorio, utilizamos estos procedimientos para estudiar modelos de tumores en ratones, distrofia muscular y metabolismo muscular. Así que comencemos. Este protocolo no pretende abarcar todos los aspectos de la I-R-M/I-R-M-E en pequeños animales, sino más bien introducir los procedimientos básicos de los experimentos de I-R-M/I-R-M-E en ratones.El objetivo es proporcionar una comprensión más profunda de los procedimientos básicos para experimentos de RM in vivo en animales pequeños, de modo que los investigadores nuevos en el campo de la RM puedan planificar mejor los componentes no relacionados con la RM en sus estudios. Así, al final, los procedimientos de RM y los no relacionados con la RM podrían integrarse sin problemas. Para comenzar los preparativos del experimento de imagen por resonancia magnética o MRI, coloque un ratón anestesiado con isoflurano en un soporte para animal con su nariz insertada en un cono nasal.Se puede utilizar un sujetador de cabeza para la obtención de imágenes craneales, y un soporte corporal para la obtención de imágenes del cuerpo. Mantenga los ojos del animal húmedos con una pomada lubricante estéril para los ojos.El animal debe mantenerse a una temperatura de 35 a 37 grados Celsius durante el experimento, dentro de un sistema de circulación de agua caliente. Se utiliza un sistema de monitoreo animal tanto para controlar la temperatura corporal, la respiración y el ciclo cardíaco, como para sincronizar la compuerta respiratoria y cardíaca con las adquisiciones de imágenes. A continuación, coloque una muestra estándar de agar junto al animal para monitorear cambios bruscos en la señal.Esta muestra agrícola estándar es particularmente útil para la obtención de imágenes con múltiples cortes y múltiples puntos temporales. Cuando se detecta un cambio de señal inesperado en un corte de las imágenes adquiridas, el corte puede eliminarse. Una vez que el animal esté seguro y todos los componentes de monitoreo estén colocados, posicione el soporte del animal en el centro de una bobina de radiofrecuencia o bobina RF.Mueva la bobina de RF al cuarto del imán e insértela en el sistema de circulación de agua tibia colocado dentro del imán. Ahora comience la adquisición de datos de MRI. Durante el período de adquisición de imágenes, ajuste el flujo del medidor a entre 0,4 y 0,8 mililitros por minuto y reduzca el vaporizador de isoflurano a entre 1,2 y 1,5 %. El gas expirado procedente del cono nasal del ratón se elimina mediante un sistema de vacío interno.Para optimizar la recepción de la señal, sintonice la bobina de RF a la frecuencia de resonancia del protón H¹ y ajuste la impedancia característica de la bobina a 50 ohmios. Mediante el panel de sintonización en el escáner de RM, la mayoría de los escáneres de RM para humanos no requieren un proceso separado de ajuste de impedancia, excepto en procedimientos de espectroscopía por resonancia magnética (MRS). Comience el shimado utilizando una secuencia de pulso única.El proceso de ajuste optimiza la homogeneidad del campo magnético en la región de interés. Cada escáner tiene su propio método para realizar el proceso de ajuste, incluyendo procesos automáticos de ajuste rápido, como el mapeo rápido y el ajuste por gradiente. Cuando el ajuste esté completo, optimice el pulso de RF.Maximizando el perfil de imagen unidimensional. Las potencias del pulso de RF pueden organizarse manteniendo constante la duración del pulso y conservando un retardo de reciclado lo suficientemente largo. El TR debe ser aproximadamente de tres a cinco veces el T1 del tejido; adquirir imágenes exploratorias a lo largo de tres orientaciones ortogonales para crear imágenes axiales, coronales y sagitales.Se puede utilizar una secuencia rápida de adquisición de imágenes para obtener las imágenes exploratorias. Las imágenes adquiridas se utilizarán para planificar la adquisición real de imágenes mediante la determinación de los planos de imagen. Durante la adquisición real de imágenes, se utiliza una secuencia de eco de espín.Se pueden realizar dos mediciones ya sea utilizando imágenes con múltiples ecos o imágenes con eco simple y múltiples valores de T. Con el experimento de RM finalizado, analicemos la espectroscopía de resonancia magnética in vivo o MRS para el músculo esquelético de la extremidad trasera del ratón, en estado de reposo y con producción mitocondrial máxima de ATP. La producción de ATP puede determinarse mediante MRS al medir los cambios en la fosfocreatina durante e inmediatamente después de la isquemia.Comience construyendo una férula para inducir isquemia reversible. Tome un trozo de tubo de PVC que tenga aproximadamente de cinco a siete milímetros de ancho y un diámetro interno de 12 a 15 milímetros. Perfore un orificio pequeño a través de la pared y corte un fragmento de un globo de modo que quede abierto en ambos extremos.Los globos de calidad con helio funcionan mejor. Inserte esta pieza a través de la pieza de PVC y enróllela hacia atrás. Pegue los extremos juntos en la pared exterior de la pieza de PVC.A continuación, utilice una funda termorretráctil para sellar los extremos del globo alrededor del tubo. Debe obtener una manga con una pared exterior sólida y una pared interior inflable. Corte un área de la funda termorretráctil y del globo alrededor del orificio roscado.Teniendo cuidado de dejar suficiente material entre el orificio y el borde del trozo de PVC, inserte un trozo de metal no ferroso de 1,5 centímetros de longitud en el orificio del PVC. Esto le permitirá inflar la manga. Selle el área con epoxi de cinco minutos.Ahora fije la camisa en su lugar junto a la bobina de RF en la sonda de MRS y conéctela a un manómetro externo de sig. Mom. Ahora coloque un ratón anestesiado en posición supina sobre el soporte para ratón, dentro de la sonda de MRS.Coloque el balón lleno de líquido en el lado ventral del ratón y sujételo en su lugar con las correas de soporte para el ratón. Introduzca al ratón y al soporte corporal en la sonda de MRS. Pase una extremidad trasera a través del manguito isquémico y la bobina de MRS.La extremidad debe estar lo más centrada posible dentro de la bobina. Esta disposición permite posicionar horizontalmente el cuerpo del animal. Dentro de un imán con orificio vertical, coloque el cuerpo de la sonda en el imán, sintonice, ajuste y nivele para optimizar la relación señal-ruido de la espectroscopía (MRS), como se describe para la resonancia magnética (MRI), excepto que en la MRS, el pulso de radiofrecuencia se optimiza maximizando la amplitud del espectro.Ahora use resonancia magnética de fósforo-31 (P 31 MRS) para obtener espectros con alta relación señal-ruido y completamente relajados, o bien FRS para determinar las proporciones de fosfato inorgánico y fosfocreatina respecto a TP en condiciones completamente relajadas. Para realizar un experimento isquémico, primero obtenga los espectros en reposo durante aproximadamente cinco minutos. A continuación, induzca isquemia inflando el manguito a 270-300 milímetros de mercurio durante 10 a 12 minutos.Suelte el manguito y recoja los espectros de recuperación durante cinco minutos. Los experimentos pueden repetirse en días posteriores. Ahora mostraremos algunos resultados representativos de MRI y MRS in vivo.El ratón desnudo tiene un tumor cerebral xenoinjertado D 2 82 en su espalda y fue imagenado utilizando una secuencia convencional de eco de espín con diferentes efectos de relajación. En la imagen ponderada en T uno, el tumor aparece con una intensidad similar a la del tejido adyacente. Mientras que su imagen correspondiente en T dos visualiza claramente el tumor como una región hiperintensa.La adquisición de múltiples ecos permite el cálculo de un mapa T2 que contiene información cuantitativa sobre la variación de T2 en el cuerpo del animal. Los cambios regionales de T2 en la región del tumor pueden monitorizarse longitudinalmente en la imagen superpuesta. Aquí se muestra un espectro de RMN de ³¹P completamente relajado de una extremidad trasera de ratón.Este espectro representa 16 fis sumados. El orden de los picos de izquierda a derecha representa los siguientes metabolitos musculares: fosfato inorgánico pi, fosfocreatina, creatina, PCR y los fosfatos de ATP gamma, alfa y beta. Espectros de MRS de 31P recopilados durante todo el experimento dinámico de isquemia y reperfusión se muestran durante la isquemia, donde la PCR disminuye y el PI aumenta. La velocidad de disminución de la PCR durante la isquemia es igual a la producción mitocondrial basal de ATP.La recuperación de la PCR tras la isquemia puede utilizarse para calcular la producción máxima de ATP mitocondrial. Acabamos de mostrarle cómo obtener imágenes in vivo de ratón y medir el metabolismo muscular in vivo del ratón mediante espectroscopía de resonancia magnética e imágenes por resonancia magnética. Para la espectroscopía, hemos construido una sonda de RF personalizada que permite mantener el cuerpo del ratón en posición horizontal dentro de un imán de orificio vertical.Por lo tanto, estos experimentos pueden realizarse en cualquier sistema vertical de gran diámetro. Al llevar a cabo este procedimiento, es importante recordar realizarlo en condiciones óptimas, como un mejor ajuste y sintonización de la bobina de RF y una mejora en el flujo del campo magnético. También es fundamental monitorear el estado del animal mediante un sistema de monitoreo para mantener un estado fisiológico estable y prevenir cualquier medición artifactual potencial.Así que eso es todo. Gracias por ver este video y buena suerte con sus experimentos.

noninvasive-vivo-small-animal-mri-mrs-basic-experimental

Research

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

La resonancia magnética (MRI) se ha convertido en una herramienta cada vez más popular para examinar el fenotipo de los ratones alterados genéticamente. Este artículo ilustra los métodos necesarios para alcanzar un alto rendimiento fenotipo de los ratones alterados genéticamente con múltiples ratón MRI.

Múltiples imágenes del ratón neuroanatómicos de Resonancia Magnética

Un In vivo Modelo de roedores de la contracción inducida por la lesión y la monitorización no invasiva de la recuperación

El seguimiento de las células utilizando MRI ha ganado la atención notable en los últimos años. Este protocolo describe el etiquetado de las células dendríticas con flúor...

De las Migraciones células dendríticas mediante resonancia 19F / 1H Magnetic

Contraste mejorado resonancia magnética cardiaca (RMC) permite...

Evaluación de la función cardiaca y la morfología de miocardio utilizando pequeñas Look-locker Recuperación Inversion Animal (SALLI) MRI en ratas

Describimos cómo realizar imágenes de resonancia magnética y PET del corazón del ratón. El protocolo está diseñado para evaluar la eficacia del tratamiento en modelos de infarto de miocardio e insuficiencia cardíaca.

Resonancia magnética y PET en modelos de ratón de infarto de miocardio

Este video muestra un método, utilizando una clínica 3 T escáner, por contraste mejorado la RM del ratón proyección visual ingenuo y para estudios repetitivos y longitudinales en vivo de la degeneración del nervio óptico asociadas con lesión por aplastamiento del nervio óptico aguda y degeneración del nervio óptico crónica en ratones knock-out (KO p50).

Imágenes in vivo de Óptica de Fibras Nerviosas Integridad de la RM con contraste en ratones

Este estudio demuestra el establecimiento exitoso de la imagen de microscopía de resonancia magnética como una herramienta no invasiva para evaluar las anomalías cardíacas en ratones afectados con miocarditis autoinmune.  Los datos indican que la técnica se puede utilizar para controlar la progresión de la enfermedad en animales vivos.

Evaluación no invasiva de la cardiaca Anomalías en la miocarditis autoinmune experimental por Resonancia Magnética de imágenes de microscopía en el ratón

Se describe el uso de la resonancia magnética de campo ultra alto como una forma no invasiva de obtener información fenotípica de modelos de roedores para la enfermedad renal poliquística y para monitorear las intervenciones. En comparación con el enfoque histológico tradicional, las imágenes de resonancia magnética se pueden adquirir in vivo, lo que permite un seguimiento longitudinal.

El uso de ultra-alta MRI Field en Modelos pequeño roedor de la enfermedad renal poliquística para<em&gt; En Vivo</em&gt; Fenotipificación de Drogas y Vigilancia

La traslación de los hallazgos de la microscopía intravital se ve desafiada por su poca profundidad de penetración en el tejido. Aquí describimos un modelo de ratón de cámara de ventana dorsal que permite el registro conjunto de la microscopía intravital y las modalidades de imagen clínicamente aplicables (p. ej., TC, RM) para la correlación espacial directa, lo que podría agilizar la traducción clínica de los hallazgos de la microscopía intravital.

Un modelo de ratón tumoral con cámara de ventana de pliegue cutáneo dorsal para la microscopía intravital combinada y la resonancia magnética en la investigación traslacional del cáncer

Seguimiento de Dinámica de injerto muscular en pequeños animales por En Vivo Fluorescente de imágenes

Aprenda los procedimientos básicos de MRI y MRS no invasivos en ratones vivos. Optimice secuencias de pulsos y sintonice bobinas RF para obtener imágenes de alta calidad y analizar procesos metabólicos en neurociencia.

No invasiva En Vivo Pequeños Animales MRI y MRS: Procedimientos básicos Experimental

Explorar más videos